22:00 
Новая технология позволяет ученым картировать в отдельных клетках участки связывания ДНК факторов транскрипции и других регуляторных белков, которые контролируют активность генов, согласно исследованию, проведенному исследователями из Weill Cornell Medicine и Нью-Йоркского центра генома. Ожидается, что эта технология, обладая ключевыми преимуществами перед используемыми в настоящее время методами, станет мощным дополнением к набору инструментов биологов для изучения клеток в здоровом и болезненном состоянии.
"D&D-seq", как называется новый метод, использует антитела, чтобы приблизить фермент, редактирующий ДНК, к целевому белку, что позволяет исследователям записывать, где этот белок взаимодействует с ДНК. Исследование, описывающее этот метод, опубликованное 4 июня в журнале Cell, показало, что оно преодолевает ключевые технические недостатки существующих методов картирования взаимодействий белок-ДНК и является первым в своем роде, которое можно легко включить в высокопроизводительные одноклеточные рабочие процессы «мультиомики».
«Многие исследования были приостановлены, потому что у нас не было подходящих инструментов для картирования взаимодействий ДНК-белок в отдельных клетках; и теперь, когда у нас есть такой инструмент, существует огромное количество волнение — это действительно основополагающий технологический прогресс», — сказал соавтор исследования доктор Дэн Ландау, профессор медицины семьи Библиовичей и член Онкологического центра Сандры и Эдварда Мейер и Института точной медицины Англии в Вейле Корнелле. Доктор Ландау также является одним из ведущих преподавателей Нью-Йоркского центра генома.
Другим состаршим автором исследования является доктор Иван Раймонди, старший молекулярный биолог и директор по инновациям в лаборатории Ландау. Вэй-Ю Чи, докторант Высшей школы медицинских наук имени Вейла Корнелла, и доктор Сан-Хо Юн, научный сотрудник лаборатории Ландау, являются соавторами статьи.
Мультиомика подразумевает комбинированный анализ различных слоев информации внутри клеток, включая последовательности ДНК (геномы), закономерности активности генов (транскриптомы) и популяции белков (протеомы). То, что иногда называют регуломом, охватывает факторы транскрипции и другие белки, которые связываются с ДНК и включают или выключают гены.
Эти регуляторные белки, как известно, имеют решающее значение в биологии. Большая часть «горячих точек» риска заболеваний, выявленных в генетических исследованиях, находится в местах связывания транскрипционных факторов. Тем не менее, инструменты, доступные для картирования реальных событий связывания ДНК транскрипционных факторов в клетках, включая первичные клетки, взятые у пациентов, имеют существенные ограничения. К ним относятся относительная нечувствительность к слабым или временным событиям связывания, а также несовместимость с другими стандартными инструментами мультиомики — несовместимость, которая может затруднить получение общей картины того, как регулируется ген или генная сеть.
D&D-seq берет свое название от стыковки интересующего белка с ферментом деаминазы с последующим обычным секвенированием. Даже временное связывание связанного с дезаминазой белка с ДНК оставит след, который можно обнаружить в данных секвенирования.
ДНК — замечательная молекула для записи и хранения информации, и мы используем это свойство в своих интересах».
Доктор Иван Раймонди, старший молекулярный биолог
Исследователи продемонстрировали потенциал D&D-seq, используя его для картирования сайтов связывания нескольких факторов транскрипции, а также белки, ремоделирующие хроматин, которые влияют на активность генов, локально открывая или закрывая искривленную структуру ДНК. Демонстрации включали картирование сайтов связывания ДНК ключевого фактора транскрипции в клетках крови, сравнение клеток с распространенной лейкемической мутацией и без нее, что позволило исследователям подробно увидеть, как мутация меняет связывание транскрипционного фактора.
«Мы вступаем в эпоху медицины, в которой факторы транскрипции и другие регуляторы активности генов будут все чаще использоваться в терапевтических целях. "Этот вид технологии должен играть важную роль в разработке и оценке таких методов лечения".
Исследователи показали, что D&D-seq - хотя работа еще продолжается и запланировано множество улучшений - уже может использоваться со стандартными одноклеточными мультиомными платформами, позволяя картировать взаимодействия ДНК-белок наряду с соответствующими показаниями закономерности активности генов, общие последовательности генома и другие «-омные» слои в отдельных клетках.
«D&D-seq не зависит от платформы — это, по сути, функция plug-and-play, которую вы можете добавить к существующим платформам, чтобы получить больше информации в ходе своих экспериментов», — сказал доктор Раймонди.
Доктора Ландау и Раймонди ожидают широкого внедрения D&D-seq для исследований на основе мультиомики. Они уже обучаются. исследователи из других лабораторий используют его и стремятся коммерциализировать этот подход, доктор
